基于生育期、經濟產量籽瓜優良品系篩選

劉華君，陳友強，林 明，白曉山，鄧超宏，潘竟海，李承業

(新疆農業科學院經濟作物研究所，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】目前我國籽用西瓜主要產區集中在新疆地區，其中塔額盆地縣市加上兵團第九師為我國最大的商品籽用西瓜生產基地，新疆生態區屬于大陸性干旱氣候，晝夜溫差大，年均降水量少，氣候冷涼，為籽用西瓜提供了良好的生長環境，新疆各地州均有大面積種植，據調查發現2008年阿勒泰地區種植面積4×104hm2(60萬畝)[1]。針對新疆不同生態環境下，挖掘、選育生育期適當、經濟產量優良的優質籽用西瓜種質資源，對實現籽瓜大面積、優質高效生產具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】研究發現作物生長發育是其產量的重要衡量指標[2-5]。俄有浩等[2]研究發現小麥生長發育后期，溫度升高不能促進其提前成熟，有效積溫對生育期的影響較大；紀海波等[3]通過對西瓜種質資源主要性狀的表型多樣性進行分析，發現單果質量的變異系數最大，種子百粒重、單瓜種子數、果實橫徑的遺傳多樣性指數均較大，分別為2.02、2.01、2.01，而莖斷面形狀的遺傳多樣性指數最小。趙勝杰等[4]利用SSR標記對無籽西瓜進行指紋圖譜構建及遺傳多樣性分析，發現核心SSR標記適用于構建無籽西瓜品種的DNA指紋圖譜，我國主栽無籽西瓜品種遺傳相似度較高，亟需加強種質創新。呂尊富等[5]利用WheatGrow、CERES模型將小麥的生育期模型擴大，進一步量化中國小麥主產區的區域生產力。有關從生育期、經濟產量等方面分析作物生態適應性已有大量報道，龐丹波[6]，張曉杰[7]，吳舒致等[8]基于主成分分析、隸屬函數法對作物種質資源進行綜合評價；徐守俊等[10]利用主成分分析將參試品種分成2大類，第一類大豆品種有籽粒具有較高的鉬富集能力;第二類豆莢獲取鉬能力較強?！颈狙芯壳腥朦c】新疆不同生態區差異較大，對不同籽瓜的生育期、產量性狀要求各不相同，但目前有關新疆生態區籽瓜優良品系篩選方法報道較少。研究選育出適宜新疆不同生態區的優良籽瓜種質資源。【擬解決的關鍵問題】基于新疆生態區籽瓜生長發育時期、經濟產量的不同，利用主成分分析對參試品種進行綜合評價，為加快優質籽瓜選育進展提供一定理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗分別在新疆農業科學院瑪納斯農業試驗站和新疆昌吉市農業技術推廣中心試驗基地進行，這兩個地點代表新疆北疆天山北坡沖積平原生態類型區，屬于較為典型的溫帶大陸性干旱半干旱氣候，年平均氣溫6.8 ℃，年平均降雨量230 mm，年日照時數2 833 h，有效積溫3 450℃，年均蒸發量1 787 mm，平均無霜期180 d。列出參試品種(系)11個，均來源于新疆農科院經作所，其列出特性。表1

表1 參試品種(系)來源及特性
Table 1 Source and characteristics of tested varieties (lines)

品種(系)Varieties(lines)皮色Skincolor籽色Seedcolor大小Size1601青網紅中1602青皮黑小1603白皮黑中1604白碎黑大1607白皮黑中1608青皮黑小1609青網紅中1612白碎黑大1613白皮黑中1614白碎黑大1617青網紅中1618青皮黑小

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

于2016～2017年各試點分別按照當地適宜的播種時間播種，采用隨機區組排列， 3 次重復，行距1 m，株距25 cm，播種時結合整地施45 000 kg/hm2農家肥和450 kg/hm2磷酸二銨作底肥，三葉期間苗，定苗，留苗4×104株/hm2，6月中旬澆頭水，隨水適當追施尿素，全生育期灌水6次，8月下旬停水。6月下旬和7月上旬分別噴施氟硅唑防治白粉病，9月初收獲。

1.2.2 生育期統計及測定指標

生育期統計指標有出苗期(X1)、伸蔓期(X2)、始花期(X3)、盛花期(X4)、坐果期(X5)、定果期(X6)、成熟期(X7)、全生育期(X8)；產量測定指標有粒數(X9)、粒重(X10)、百粒重(X11)。

1.3 數據處理

所有數據用Excel 2010 和SPSS 19.0 統計分析軟件進行相關性分析及主成分分析。

2 結果與分析

2.1 不同籽瓜品種(系)生育期差異

研究表明，參試品種(系)不同生育時期差異較大，其中出苗期時間最長的是1603，平均11.3 d，其次是1604，平均10.67 d；時間最短的是1607、1613，分別為7.57 d；伸蔓期時間最長的是1602，平均21.67 d；其次是1603，平均為21.00 d；時間最短的是1608，平均17.67 d；盛花期時間最長的是1604，平均9 d，其次是1608，平均8.67 d；時間最短的是1601，平均5.67 d；成熟期較其他生育時期，時間最長，均在50 d左右，其中1608成熟期平均52.33 d，1618成熟期平均50.33 d；參試品種中全生育期時間最長的為1612，平均119.33 d，其次是1614，平均119.00 d；生育期最短的是1607、1608，均為112.00 d。表2

2.2 不同籽瓜品種(系)經濟產量表現

研究表明，其中1601、1617粒數最多，分別360.0、360.67個；1601、1617粒重最大，分別為62.01、61.67 g；其次是1609粒數為359.67個，粒重為60.67 g；1607的粒數最少81.33 個，粒重16.98 g；品系1614、1613、1604的百粒重最高，分別平均為24.53、24.52和24.46 g；百粒重最低的是1608，平均為14.33 g。表3

表3 不同籽瓜品種(系)經濟產量
Table 3 The economic yield of different seed-watermelon lines (varieties)

品種(系)Lines(Varieties)粒數Theseednumbe(個)粒重Grainweight(g)百粒重100grainweight(g)1601360.00±0.58a62.01±0.57a16.88±0.05c1602355.67±0.33b51.18±0.43b14.4±0.15d160381.33±0.67d17.64±0.32d21.28±0.3b1604138.33±0.33c33.83±0.6c24.46±0.32a160781.33±0.67d16.98±0.56d20.69±0.59b1608356.33±0.88b51.51±0.49b14.33±0.13d1609359.67±0.33a60.67±0.34a16.92±0.06c1612137.67±0.88c33.17±0.6c24.52±0.28a161382.00±0.58d17.31±0.66d21.23±0.33b1614138.33±0.33c34.17±0.44c24.53±0.24a1617360.67±0.33a61.67±0.33a16.63±0.32c1618354.67±1.33b51.18±0.43b14.32±0.25d

注：小寫字母表示不同處理間差異5%水平顯著

Note: lower case letters indicate that the difference between different treatments is 5% level significant

2.3 不同籽瓜品種(系)生育期與經濟產量相關性

對不同籽瓜品種生育期與經濟產量的相關性進行分析，研究表明，伸蔓期(X2)與盛花期(X4)呈極顯著負相關，相關系數-0.75；出苗期(X1)與坐果期(X5)呈顯著正相關，相關系數0.70；全生育期(X8)與坐果期(X5)呈極顯著正相關，相關系數0.76；與定果期(X6)呈顯著正相關，相關系數0.61；粒數(X9)與始花期(X3)呈顯著負相關，相關系數-0.64；粒重(X10)與始花期(X3)呈顯著負相關，相關系數-0.62；粒重(X10)與粒數(X9)呈顯著正相關，相關系數0.96；百粒重(X11)與全生育期(X8)呈顯著正相關，相關系數為0.62，與粒數(X9)、粒重(X10)呈極顯著負相關，相關系數分別為-0.089、-0.74。說明籽瓜不同時期的長短，對其全生育期、經濟產量影響較大，高產籽瓜的始花期較短，且后期成熟期時間較長。表4

2.4 不同籽瓜品種(系)生育期、經濟產量主成分

對參試品種的11個指標進行主成分分析，得到各提取成分的初始化特征值，研究表明，參試品種的11個指標的累積貢獻率達到100%，說明11個指標對籽瓜的綜合性狀均有貢獻。根據主成分對應特征值大于1的原則提取主成分，提取到4 個主成分，其中第1主成分的貢獻率為32.742%，第2主成分貢獻率高達53.418%，前4個主成分累積貢獻率為81.620%，說明前4個主成分代表了籽瓜主要性狀的85%左右的信息，因此，可以用前4個主成分來反映11個原始指標的基本信息。表5

表4 不同籽瓜品種生育期、經濟產量相關系數
Table 4 The correlation coefficient of growth period and economic yield of different seed melon varieties

指標IndexX1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X11X2-0.131X3-0.320.221X40.09-0.75**0.201X50.70*-0.25-0.120.231X60.070.150.53-0.080.341X70.13-0.52-0.300.290.43-0.061X80.560.040.400.260.76**0.61*0.301X9-0.210.13-0.64*-0.47-0.10-0.450.45-0.401X10-0.080.07-0.62*-0.480.11-0.270.57-0.210.96**1**X110.40-0.220.560.400.440.62*-0.190.62*-0.89**-0.74**1

注：*在 0.05水平(雙側)上顯著相關，**在0.01 水平(雙側)上顯著相關

Note:*significant correlation at 0.05 level (bilateral)，**significant correlation at 0.01 level (bilateral)

表5 不同參試品種生育期、經濟產量主成分分析
Table 5 Principal component analysis of growth period and economic yield of different

成分Component特征值Eigenvalue方差Variance(%)累積貢獻率Cumulativecontributionrate(%)13.60232.74232.74222.27420.67653.41831.85216.83470.25241.25011.36881.62050.7526.83588.45460.5104.63793.09270.4524.11197.20380.2111.91999.12290.0760.69199.813100.0180.16599.979110.0020.021100.000

2.5 影響主成分的主要因子

籽瓜生育期、經濟產量成分矩陣反映看主要指標在主成分上的載荷，研究表明，決定第一主成分的主要指標有粒數(X9)、百粒重(X11)、粒重(X10)、始花期(X3)，說明主成分1是由上述指標組成的一個綜合指標，其中粒數的載荷值最大，為0.913，其次是百粒重、粒重、始花期，說明籽瓜進入生殖生長期越早，經濟產量越高；第2主成分貢獻率20.676%，其中成熟期(0.744)、坐果期(0.720)、全生育期(0.633)、出苗期(0.534)為相對較高的正向載荷，說明第2主成分為生育期因子其決定性作用，為生育期因子；第3主成分中貢獻率為16.834%，其中載荷較高且符號為正的指標有伸蔓期、定果期、全生育期、坐果期，其中伸蔓期載荷較高(0.813)，說明第3主成分為營養生長決定因子；第4主成分貢獻率為11.368%，其中載荷較高且符號為正的指標有成熟期(0.387)、盛花期(0.273)，說明在籽瓜花期、成熟期對其綜合性狀影響較大。表6

表6 不同參試品種生育期和經濟產量成分矩陣
Table 6 The component matrix of growth period and economic yield of different varieties

指標Index成份 Component1234X90.9130.3390.0430.054X110.9130.0760.101-0.030X100.8130.4960.1310.078X30.644-0.2140.2130.126X7-0.0660.744-0.3870.387X50.1680.7200.331-0.198X80.5970.6330.3680.017X2-0.197-0.2230.813-0.135X40.5220.144-0.6250.273X10.3170.534-0.103-0.700X60.2390.1790.5650.673

2.6 基于主成分分析的籽瓜品種(系)綜合評價

研究表明，參試品種(系)中，第1主成分經濟產量得分最高的是1614、1612，均為1.20，其次是1613(0.87)；第2主成分生育期因子得分最高的是1614(1.17)，其次是1612(0.97)；第3主成分營養生長決定因子得分最高的是1618(1.11)，其次是1601(0.81)；第4主成分得分最高的是1613(1.66)，其次是1617(1.32)。而綜合得分最高的是1612(0.65)，其次是1614(0.63)，說明1612、1614品系經濟產量、生育期性狀優良，具有較高的產量潛力，1618的經濟產量較低，但其營養生長特性優良，具有提高產量的潛力。表7

表7 不參試品種(系)生育期和經濟產量各主成分得分及綜合得分
Table 7 The principal component scores and comprehensive scores of growth period and economic yield of non tested varieties (lines)

品種(系)Varieties(lines)主成分因子Componentfactor1234綜合得分Generalscore等級Grade1601-1.140.130.81-0.40-0.2691602-1.06-0.360.110.30-0.371116031.22-0.440.21-1.580.17516040.780.450.28-0.540.33316070.29-2.150.24-0.09-0.32101608-1.070.61-2.58-0.76-0.74121609-1.070.290.54-0.07-0.21816121.200.970.37-0.060.65116130.87-1.29-1.001.660.04616141.201.17-0.240.280.6321617-0.360.720.141.320.2141618-0.88-0.101.11-0.06-0.137

3 討 論

生育期適當、經濟產量高是選擇優良品種(系)的重要因素，發掘出生育期適當的品種(系)是品種(系)實現高產的基礎[9、10]，國內外研究者對小麥[11]、花生[12、13]、玉米[14-16]、棉花等[17-18]作物的生育期、經濟產量進行了大量研究，但是對籽瓜的生育期、經濟產量的綜合分析則鮮見報道，研究通過對籽瓜生育期、經濟產量等11個指標進行相關性分析，發現籽瓜百粒重與全生育期呈顯著正相關，粒數與始花期呈顯著負相關；粒重與始花期呈顯著負相關，說明籽瓜較高的經濟產量與其各個生長發育時期緊密相關。研究發現作物的生育期、經濟產量性狀等11個指標品種(系)之間存在明顯的遺傳差異，但可以用4個主成分來反映11個原始指標的基本信息。

根據主成分綜合得分情況，對參試品種進行評價，綜合得分越高說明該品種(系)生育期適當、經濟產量優良，具有較高的產量潛力，其中1614、1612，第1、2主成分得分最高，第3、4主成分得分較低，但綜合得分分別為第1、第2，選育優良籽瓜品種(系)時，不能單獨從經濟產量、營養生長狀況、生育期進行評價，而應該對其進行綜合全面評價。

4 結 論

籽瓜生長發育過程中經濟產量與其各個生長發育時期緊密相關，百粒重與全生育期呈顯著正相關，粒數與始花期呈顯著負相關，粒重與始花期呈顯著負相關。參試品種(系)1614、1612綜合評價分別排名第1名、第2名，其中，品種(系)1614生育期119 d、單瓜粒數138.33個、籽粒重34.17 g、百粒重24.53 g，品種(系)1612生育期119.33 d、單瓜粒數137.67個、籽粒重33.17 g、百粒重24.52 g，兩品種(系)綜合性狀優良，具有豐產潛力，可作為重點材料加以利用。

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